كيف يتم نقل النفط الخام؟

يُنقل النفط الخام عبر خطوط الأنابيب، والناقلات، والسكك الحديدية، والشاحنات. وغالبًا ما تستخدم الشحنة الواحدة أكثر من وسيلة نقل قبل وصولها إلى المصفاة. وتعتمد وسيلة النقل المختارة لبرميل معين على المسار، واستقرار التدفق، وقدرة محطة الاستقبال. تُستخدم خطوط الأنابيب لنقل النفط عبر الممرات البرية. أما الناقلات، فتُستخدم لنقل معظم ما يعبر المحيطات. وتُستخدم السكك الحديدية والشاحنات لنقل النفط في المراحل الأولى والثانية. ويُقصد بالنفط الخام هنا النفط غير المكرر بين البئر والمصفاة. أما المنتجات المكررة، مثل البنزين والديزل، فتُنقل على متن سفن أخرى وفقًا لقواعد شحن مختلفة.

سلسلة إمداد النفط الخام، من رأس البئر إلى المصفاة

تمتد سلسلة إمداد النفط الخام من فوهة البئر إلى المصفاة عبر ثلاث مراحل، ويتوقف عدد عمليات النقل بينها على بُعد الحوض عن الساحل. هذه المراحل هي: التجميع، والنقل لمسافات طويلة، والتسليم. تجمع خطوط التجميع الإنتاج من الآبار الفردية في خزان مركزي. أما النقل لمسافات طويلة فينقل التدفق المجمع نحو مصفاة، والتي نادرًا ما تكون قريبة. ويغطي التسليم المرحلة الأخيرة من عملية النقل إلى المصفاة.

لا يدخل النفط الخام إلى خطوط النقل لمسافات طويلة بنفس حالته عند خروجه من البئر. يصل السائل المُنتَج كمزيج من النفط والغاز والماء والرواسب. تبدأ العملية بفصل السوائل وتثبيتها، مما يُخفّض ضغط البخار إلى مستوى يسمح للسائل بالتدفق والبقاء في الخزان بأمان. بعد ذلك، تُحدّد عملية القياس الكمية والنوعية عند كل عملية نقل، وهي النقطة التي تنتقل فيها المسؤولية من طرف إلى آخر. وتُطبّق هذه الأرقام على كل مرحلة لاحقة.

بحسب دليل أبحاث النفط والغاز الصادر عن مكتبة الكونغرس، فإن معظم النفط الخام يمر عبر خط أنابيب في جزء من رحلته على الأقل، حتى عندما تكون وسيلة النقل الرئيسية هي السفينة. فقد وصل برميل محمل على ناقلة نفط عملاقة في الخليج العربي إلى محطة التصدير عبر خط أنابيب، وسيغادر ميناء التفريغ عبر خط آخر.

يهيمن النقل البحري على التجارة من حيث الحجم. ويشير مركز "فهم الطاقة" التابع لجامعة ستانفورد، استناداً إلى أرقام إدارة معلومات الطاقة الأمريكية، إلى أنه تم تصدير ما يقرب من 481 تريليون طن من النفط الخام المنتج في عام 2023، وأن 961 تريليون طن من هذا الحجم نُقلت بحراً.

توجد مرافق التخزين عند كل نقطة تقاطع. تستوعب مزارع الخزانات التباين بين معدلات الإنتاج، ودفعات خطوط الأنابيب، ووصول السفن، وجودة النفط الخام، وما يمكن أن تستقبله المصفاة في يوم معين.

أين ينهار إطار "الوضع الأرخص"

نادراً ما يعتمد اختيار وسيلة نقل النفط الخام على أقل تكلفة لكل ميل، لأن الجغرافيا والبنية التحتية القائمة تستبعد معظم الخيارات قبل أن يصبح عامل التكلفة ذا أهمية. وتصف التصنيفات التي تضع خطوط الأنابيب والسفن والسكك الحديدية والشاحنات حسب التكلفة متوسطات الأسطول. عادةً ما يكون للبرميل الواحد مسار أو مساران مجديان، وبالتالي لا يقدم التصنيف أي معلومات مفيدة حول المسار الأمثل.

لا يمنع وجود المياه في مسار خط الأنابيب بالضرورة إنشاء خط أنابيب. تمتد خطوط الأنابيب تحت سطح البحر من الحقول البحرية إلى الشاطئ، وعبر مساحات قصيرة من البحر حيث يكون معدل التدفق مرتفعًا وتُحفظ كميات النفط بموجب عقود طويلة الأجل. ما لا يفعله أي خط أنابيب هو عبور طريق تجاري بحري. ولهذا السبب، تُنقل جميع صادرات النفط الخام تقريبًا عن طريق السفن.

تتساوى مقارنة السلامة بنفس الطريقة. عادةً ما تُقاس معدلات الحوادث في السكك الحديدية وخطوط الأنابيب لكل وحدة حجم منقولة، مما يُجيب على سؤال حول عدد مرات حدوثها. أما كمية النفط المتسربة في حادثة واحدة، وفي مكان واحد، فهو سؤال مختلف. يدعم السجل نفسه عناوين مختلفة تبعًا للسؤال المطروح. فدرجة نقاء النفط الخام، وعمر الخط، ومواصفات عربات الصهاريج، وسكان المنطقة المحيطة بالمسار، كلها عوامل تؤثر في الإجابة.

تستند كلتا المشكلتين إلى افتراض واحد: أن البرميل يتحرك بنمط واحد.

النقل متعدد الوسائط هو القاعدة. من الشاحنة إلى خط التجميع، ومن الخط إلى المحطة، ومن المحطة إلى الصهريج، ومن الصهريج إلى خط ثانٍ. أربع عمليات تسليم قبل التكرير، ويجب على شخص ما هندسة كل منها.

عندما يمر خط التجميع ببرودة عبر نفط خام شمعي، ينخفض معدل التدفق قبل أن تسجل أي مضخة عطلاً. ويقرأ المشغل ذلك على أنه تدرج في الضغط قبل وقت طويل من أن يشك أي شخص في وجود عطل في المعدات.

كيفية نقل النفط الخام براً: عبر خطوط الأنابيب والسكك الحديدية والشاحنات

يتم نقل النفط الخام براً عبر خطوط الأنابيب حيثما يكون التدفق ثابتاً ويوجد ممر بالفعل، بينما تتولى السكك الحديدية والشاحنات النقل عندما يكون الحجم غير متساوٍ أو عندما لا يكون هناك خط في الأميال الأخيرة.

تُوازن خطوط الأنابيب بين التكلفة الثابتة المرتفعة للغاية وتكلفة التشغيل المنخفضة للغاية. فبمجرد شراء الممر وتشغيل الخط، يصبح كل برميل إضافي زهيد التكلفة، ويمكن أن يستمر التدفق لعقود. يكمن التحدي في أن التصميم، وليس التشغيل، هو ما يحدد الحد الأقصى. يتم تحديد القطر وضغط التصميم عند الإنشاء. يمكن للمشغلين زيادة الإنتاجية من خلال تحديث محطات الضخ، واستخدام مواد تقليل الاحتكاك، والتدفئة، أو إنشاء حلقة موازية. لكن كل ذلك لا يجعل الخط يمتد بنفس سرعة نمو الحوض.

يُعدّ النقل بالسكك الحديدية الحل الأمثل في هذه الحالة. لا تتطلب عربات الصهاريج تخصيص ممرات محددة، وتزداد سعتها بإضافة المزيد من العربات، كما يمكن للقطار الوصول إلى حوض مائي داخلي لا تخدمه خطوط السكك الحديدية. مع ذلك، فإن تكلفة البرميل الواحد أعلى. كما أن للنقل بالسكك الحديدية تكلفة إضافية لا تُذكر في جداول المقارنة: فهي تحتاج إلى محطات تحميل وتفريغ في كلا الطرفين، مما يضيف عمليتي نقل إضافيتين.

تتولى الشاحنات نقل البضائع في المرحلتين الأولى والأخيرة. تصل الشاحنة إلى فوهة البئر دون وجود وصلة تجميع، وإلى محطة لا تخدمها خطوط نقل، ناقلةً أصغر كمية من البضائع بأكبر قدر من المناولة لكل برميل مقارنةً بأي وسيلة نقل أخرى. مسافات قصيرة، وجهد كبير، وانعدام البنية التحتية. هذا المزيج مكلف. وهو أيضاً الحل الوحيد الذي ينجح قبل بناء أي شيء.

كيف يُنقل النفط الخام بحراً: ناقلات النفط، ونقاط الاختناق، وأنظمة الشحن

يتم نقل النفط الخام بحراً بواسطة ناقلات يتم تحديد حجمها حسب المسار وليس حسب الشحنة، لأن عرض القناة وعمق المحطة وحدود نقطة الاختناق تحدد حجم السفينة قبل حجم الشحنة.

تأتي أسماء فئات ناقلات النفط من مصدرين مختلفين، والخلط بينهما خطأ شائع. تشير فئات باناماكس ونيوباناماكس وسويزماكس إلى حدود المسارات. سويزماكس هي أكبر سفينة يمكنها عبور قناة السويس وهي محملة بالكامل، وتتتبع فئتا باناماكس أجيال الأقفال المتعاقبة. أما أفراماكس فلا تتبع ذلك. يأتي الاسم من مقياس متوسط سعر الشحن، وهو نظام لتسعير ناقلات النفط وضعته شركة رويال داتش شل وتديره لجنة وسطاء ناقلات النفط في لندن. وتقدر إدارة معلومات الطاقة الأمريكية حمولة هذه الفئة بين 80,000 و120,000 طن ساكن، و كيفية حساب الحمولة الساكنة يُحدد النظام فئة السفينة. تُصنف ناقلات النفط العملاقة (VLCC) وناقلات النفط فائقة الضخامة (ULCC) حسب سعة الحمولة، وقد أُضيفت هذه الفئات مع نمو تجارة النفط الخام. ويشير مركز "فهم الطاقة" التابع لجامعة ستانفورد إلى أن ناقلات النفط العملاقة (VLCC) وناقلات النفط فائقة الضخامة (ULCC) أكبر من أن تعبر قناة بنما وهي محملة بالكامل، وهو حدٌّ تفرضه الأهوسة.

تُركز نقاط الاختناق المخاطر. ويُعد مضيق هرمز ومضيق ملقا اثنين من هذه النقاط. أهم المضائق في العالم. يحمل كل منها حصة من النفط الخام المنقول بحراً، والتي لا يستطيع أي طريق آخر استيعابها بتكلفة زهيدة. وينطبق الأمر نفسه على قناة السويس، ومضيق باب المندب، ومضيق البوسفور، وقناة بنما. ولا يشترط أن يكون القيد سياسياً. فقد أجبر الجفاف الذي ضرب بحيرة جاتون قناة بنما على تقليص حركة الملاحة فيها بشكل حاد عام 2023.

تتعامل ناقلة النفط الخام مع حيز البخار بنفس دقة تعاملها مع الشحنة السائلة. ويشكل شرطان من متطلبات المنظمة البحرية الدولية الهيكل الحديث للناقلة.

تُحدد المادة 19 من الملحق الأول لاتفاقية ماربول أماكن وجود خزانات الشحن داخل هيكل السفينة. وتنطبق هذه المادة على ناقلات النفط التي تبلغ حمولتها 600 طن ساكن فأكثر، والتي تم تسليمها في 6 يوليو 1996 أو بعده. وبالنسبة للناقلات التي تبلغ حمولتها 5000 طن ساكن فأكثر، يجب أن توفر الخزانات الجانبية والمساحات ذات القاع المزدوج حماية كاملة لطول خزان الشحن بمسافات دنيا محددة. أما الناقلات الأصغر حجمًا، التي تتراوح حمولتها بين 600 و5000 طن ساكن، فيمكنها الالتزام بهذه القواعد أو بالبدائل الواردة في المادة 19.6. وتحدد هذه البدائل الحد الأدنى لعمق القاع المزدوج، كما تحدد حجم كل خزان شحن ما لم يتم تركيب خزانات جانبية.

تم تعديل اللائحة II-2/4.5.5 من اتفاقية سولاس اعتبارًا من 1 يناير 2016. وتنص اللائحة على ضرورة وجود نظام غاز خامل ثابت للتحكم في جو خزانات الشحنة. ويشمل هذا التعديل ناقلات النفط التي تبلغ حمولتها 8000 طن ساكن فأكثر، والتي تم بناؤها بعد ذلك التاريخ، عند نقلها للشحنات المحددة في اللائحة II-2/1.6.1 أو 1.6.2 من اتفاقية سولاس. وتشمل هذه الشحنات النفط الخام ومشتقاته التي لا تتجاوز درجة اشتعالها 60 درجة مئوية، بالإضافة إلى منتجات أخرى ذات مخاطر حريق مماثلة. وكان الحد الأدنى السابق للحمولة 20000 طن ساكن.

نقل البضائع من سفينة إلى أخرى وتفريغها

يتم نقل النفط الخام من سفينة إلى أخرى بين ناقلتين في البحر أو في المرسى عندما لا يستطيع ميناء الاستقبال استيعاب غاطس السفينة المحملة، ويتم ذلك بموجب خطة معتمدة بدلاً من الممارسة المحلية.

دخل الملحق الأول من اتفاقية ماربول، الفصل الثامن، حيز النفاذ في 1 يناير 2011، بموجب القرار MEPC.186(59). ويشمل ناقلات النفط التي تبلغ حمولتها الإجمالية 150 طنًا فأكثر، وتُطبق قواعده على عمليات نقل النفط من سفينة إلى أخرى التي تُجرى في 1 أبريل 2012 أو بعده. تحتفظ هذه الناقلات بخطة عمليات نقل معتمدة على متنها، وتحتفظ بسجلات العمليات لمدة ثلاث سنوات، وتُبلغ الدولة الساحلية قبل 48 ساعة على الأقل من بدء العمل في مياهها الإقليمية أو منطقتها الاقتصادية الخالصة. لا يشمل الفصل الثامن عمليات النقل المرتبطة بالمنصات الثابتة أو العائمة، أو وحدات الإنتاج والتخزين والتفريغ العائمة (FPSOs)، أو وحدات التخزين العائمة (FSUs)، كما لا يشمل التزويد بالوقود. وفي هذا السياق، تحدد الخطة والأدلة الإرشادية الصناعية التي تستند إليها ما الذي ينطوي عليه النقل من سفينة إلى أخرى؟ في المعدات والأفراد وتسلسل النهج.

تتقارب سفينتان مختلفتان في الارتفاع الحر والكتلة وفترة التدحرج، دون وجود أي جسم صلب بينهما. تمتص مصدات هوائية عائمة، تُعرف في هذا المجال باسم مصدات يوكوهاما، طاقة الاقتراب وتحافظ على المسافة بينهما أثناء نقل البضائع. يحدد معيار ISO 17357-1:2014 المواد والأداء والأبعاد وإجراءات الاختبار لمصدات المطاط الهوائية العائمة عالية الضغط المستخدمة في ربط السفن ببعضها البعض وربط السفن بالأرصفة. أما خراطيم الشحن، فلها مواصفاتها الخاصة: يغطي معيار EN 1765 تجميعات الخراطيم المطاطية المستخدمة في شفط وتفريغ الزيت.

لا يحدد المعيار نوع الرفرف. مقاسات واقيات الطين من يوكوهاما يتم التحقق من ذلك وفقًا لخطة عمليات النقل من سفينة إلى أخرى المعتمدة، ووفقًا لتوجيهات منظمة التعاون الدولي لبحرية الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي (OCIMF) والرابطة الدولية لملاحة السفن (PIANC) الحالية. وتشمل المدخلات إزاحة السفن وحالة حمولتها، وظروف الاقتراب، وحدود ضغط الهيكل، وترتيب المصدات والمسافة بينها، ونطاق التشغيل البيئي.

في حالة ارتفاع الأمواج، يتحمل خط الرفرف ومعدات التثبيت الخاصة به الحمل قبل خرطوم الشحن.

ما يحدد النمط: المتغيرات حسب ترتيب الأولوية

هناك متغيران يحددان طريقة نقل معظم شحنات النفط الخام: ما إذا كانت البنية التحتية الثابتة قادرة على تغطية المسار، وما إذا كان التدفق ثابتًا بما يكفي لتغطية تكاليفها.

يأتي امتداد خط الأنابيب فوق سطح البحر في المقام الأول، لأنه قيدٌ أساسي وليس تكلفة. تمتد خطوط الأنابيب تحت سطح البحر من الحقول البحرية إلى الشاطئ، وعبر مساحات بحرية قصيرة حيث يكون معدل التدفق مرتفعًا وتُبرم عقودٌ طويلة الأمد. لا يمتد أي خط أنابيب فوق مسار التجارة البحرية. ولهذا السبب، يصل النفط الخام المُصدَّر إلى مشتريه عن طريق السفن في كل مكان تقريبًا.

يأتي استمرار التدفق في المرتبة الثانية. فهو يحدد ما إذا كانت البنية التحتية الثابتة ستغطي تكاليفها أم لا، وهذا القرار يؤثر على كل خيار لاحق. فالحوض الذي يخدمه خط سكة حديد يحتوي على محطات، بينما الحوض الذي يخدمه خط أنابيب يحتوي على مضخات. ويؤدي كلا النظامين إلى تكاليف مختلفة على كل شيء في اتجاه المصب، بما في ذلك كيفية خروج النفط الخام من الساحل.

بعد تسوية هذين الأمرين فقط، تتحدد العوامل المتبقية بناءً على جودة النفط الخام، وسحب المحطة، والتراخيص، والاستحواذ على الأراضي، والنظام الرقابي، وتوقيت التسليم، وتكلفة البرميل لكل ميل. ويُجيب ترتيب التكلفة أولاً على سؤالٍ يكون المسار قد حُسم أمره عادةً.

حيثما يوجد ممر بري قائم وتدفق ثابت، ينقل خط الأنابيب النفط الخام بتكلفة أقل للوحدة مقارنةً بأي سفينة. ولا تُغير أي معدات بحرية هذه المعادلة. وتبقى البوارج وناقلات النفط الساحلية قادرة على المنافسة حيثما تُقصر المياه الصالحة للملاحة والمحطات القائمة المسار، أو حيث لا يُبرر حجم النفط إنشاء خط جديد.

تُعدّ تصنيفات التكلفة متوسطات على مستوى الأسطول. في مسار مُحدد، عادةً ما تُستبعد اثنتان من هذه العوامل الأربعة قبل مقارنة التكلفة، وذلك بسبب الموقع الجغرافي والبنية التحتية القائمة. تُشكّل خطوط الأنابيب تحت سطح البحر استثناءً من هذا التقسيم الواضح بين البر والبحر، فهي تخدم الحقول البحرية والرحلات القصيرة، لا التجارة البحرية.

كيفية قراءة مقارنة نقل النفط الخام

هناك خطران يشوهان معظم مقارنات نقل النفط الخام: التعامل مع الأنماط الأربعة على أنها قابلة للتبادل عندما يكون المسار قد اختصر اثنين منها بالفعل، والتعامل مع عمليات التسليم بين المراحل على أنها طفيفة.

الأول يتضمن فحصًا بسيطًا. تتبع المسار قبل تصنيف أي شيء، وصنف فقط ما ينجو.

أما الخيار الثاني فهو أصعب. فكل عملية نقل تضيف معدات تحميل، وخراطيم أو أذرع، وترتيبات ربط، وإجراءات نقل الملكية، والأشخاص المسؤولين عنها. لذا، يجب مراجعة كل جانب من جوانب العملية وفقًا للخطة والمعايير التي تحكمها، بدلاً من دمجه في العملية طويلة الأمد.

لذا، فإن الإجابة عن كيفية نقل برميل معين من النفط الخام تبدأ بتحديد المسار، ثم تأتي طريقة النقل. ينتقل النفط الخام عبر سلسلة من العمليات، وليس بطريقة واحدة. وتُعدّ الجغرافيا والبنية التحتية القائمة أهم من التكلفة. وتستحقّ الوصلات بين مراحل النقل الاهتمام الذي يُولى عادةً للسفن.

يعتمد أداء واجهة النقل على حالة البحر، وفرق الارتفاع الحر، ونسبة حجم الهيكلين. لا تظهر أي من هذه المعلومات في بيانات المعدات. عند تحديد مصدات عائمة لعملية نقل بين سفينتين، نطلب بيانات كلتا السفينتين وترتيب النقل المعتمد قبل اقتراح الحجم. نتحقق من النتيجة وفقًا لإرشادات منظمة التعاون الدولي لبحرية الدول الأعضاء (OCIMF) والرابطة الدولية للموانئ البحرية (PIANC) الحالية قبل مغادرة المصد. مصنع معدات بحرية صيني هذا ما يجعله كذلك.

إن عملية النقل من سفينة إلى أخرى وتحديد حجم المصدات تستحق كل منهما دراسة منفصلة، والنصوص الأساسية تستحق القراءة مباشرة.

الأسئلة الشائعة